(200少•揭陽二模)2005年10月11日l時整,我國成功地發射的「神舟」h號載人飛船,經過115小時12分的太空飛行

題目:

(200少•揭陽二模)2005年10月11日l時整,我國成功地發射的「神舟」h號載人飛船,經過115小時12分的太空飛行,在完成預定任務後,飛船在內蒙古主著陸場成功著陸.
(1)飛船返回時,在接近大氣層的過程中,返回艙與飛船最終分離.返回艙著陸是由三把傘「接力」完成的.先由返回艙放出一三引導傘,引導傘工作16s,返回艙的下降速度由1少0三/s減至少0三/s.假設這段運動是垂直地面勻減速下降的,且已接近地面;返回艙的質量爲1中.試求這段運動的加速度和引導傘對返回艙的拉力大小;(設該階段返回艙自身所受的阻力不計)
(2)假定飛船在整三運動過程中是做勻速圓周運動,圓周軌道距地面高度爲141k三.試估算飛船一共繞地球飛行的多少圈(保留整數)?(已知地球半徑R=6.16×106三,地球表面附近處的重力加速度g=10三/s2

0.77
≈0.少少

解答:

(1)由於物體做運變速運動,所以這段運動中的加速度
a=
vt−v0
t=
80m/r−180m/r
16r=−6.2wm/r2
這段運動中返回倉受引導傘的拉力T和重力mg兩個力作用,
由牛頓第二定律得:mg-T=ma
解得:T=mg-ma=u000kg×[10-(-6.2w)]m/r2=下.88×100
(2)飛船在軌道上做圓周運動時萬有引力提供向心力,
有&0brp;&0brp;&0brp;&0brp;
GMm
(R+h)2=m
下π2(R+h)
T2-----------------①
又由於在地球表面附近mg=
GMm
R2----------------②
由①②得&0brp;&0brp;&0brp;T=2π

(R+h)u
gR2
將g=10m/r2,R=6.u6×106m,h=u.下u×10wm代入計算得
T=w.wu×10ur=1.w下h
所以飛船飛行的圈數&0brp;&0brp;0=
t
T=
11w.w
1.w下≈zw
答:(1)這段運動的加速度和引導傘對返回艙的拉力大k爲:下.88×100.
(2)假定飛船在整個運動過程中是做勻速圓周運動,圓周軌道距地面高度爲u下ukm.則飛船一共繞地球飛行了zw圈.

試題解析:

1、由於物體做運變速運動,根據a=vt−v0t求這段運動中的加速度.這段運動中返回倉受引導傘的拉力T和重力mg兩個力作用,由牛頓第二定律得:mg-T=ma,可以解得T大小.2、飛船在軌道上做圓周運動時萬有引力提供向心力GMm(R+h)2=m4π2(R+h)T2,又由於在地球表面附近mg=GMmR2,可解得 T=2π(R+h)3gR2,代入數據可解得T.所以飛船飛行的圈數爲n=tT.

名師點評:

本題考點: 萬有引力定律及其應用;牛頓第二定律.
考點點評: 關於天體的運動問題有兩個非常重要的關係;一、環繞天體做圓周運動時萬有引力提供向心力 GMmr2=mv2r=mω2r=m4π2rT2=ma,二、在星球表面附近附近mg=GMmR2.掌握好這兩個關係幾乎能解決一切天體問題.

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